楼宇建筑视频监控系统设计与开发

【摘要】随着数字电视监控系统的成熟，计算机网络和综合布线的广泛应用，如何利用好综合布线系统和计算机网络系统来减少系统的布线，利用计算机硬盘系统来存储图像，从而减少图像的存储工作量和检索工作量。这是现在智能建筑、智能小区中构建大型闭路电视监控系统所要面临解决的主要问题。本文通过阐述视频信号的各种压缩方式、视频采集卡的技术数据和选取标准，说明了我们在选择利用网络传输视频信号时如何有效合理的利用网络的传输速度、计算机硬盘的容量以及如何获得流畅的视频流传输、清晰稳定的视频回放信号。

【关键词】视频监控系统；闭路电视监控系统；压缩格式

视频监控系统己经广泛应用于各种场合，例如银行、交通、停车场、办公楼和一些秘密场所，但是大多数监控系统仍停留在人为的观察和操作的基础上，当在监控场景中有异常情况或潜在危险发生时，监控人员首先必须对情况进行分析判断，向上级组织汇报，得到命令或建议后才能对异常情况进行相关处理。而且，在很多场合下，视频监控系统中的监控摄像机往往有很多台，而监控人员可能只有两到三个，一个人要负责多处监控场景，人为的失误必然成为监控系统另一种潜在危险因素。因此，研究一种能够实现全天候24小时实时可靠监控的智能视频监控系统具有积极深远的意义。

智能视频监控系统依赖其强大的图像处理能力，显示出巨大的市场价值。智能视频监控系统可以用于车辆识别和交通管制，对可疑车辆和违法行为检测追踪；也可用于人物面部识别，在银行、政府和机场等敏感场所对危险人物分析并报警，保证人民和财产的安全。

一、建筑数字视频监控系统分析

闭路电视监控系统主要是以处理模拟信号为主的模拟闭路电视监控系统，模拟视频信号对传输距离非常敏感，容易产生畸变和衰减，点对点控散布线费用高，难以联网监控，需要大量的存储介质。随着计算机技术和数字技术的进一步发展，大容量的磁盘存储器和光盘存储器的出现和价格的逐渐降低，数字信号便于远距离传输等，因此数字视频监控是发展的方向。

数字化监控是对使用闭路电视的模拟视频监控的一场革命。数字技术的主要优点在于视频能够在已有的局域网上传输，不需要特别的线缆。任何摄像头都能被许多用户在公司的局域网、广域网或者Internet上的任何地方观看。图像能够被网络上任何授权的计算机访问。发布上的优势只是数字监控超过模拟监控的一部分。本地圖像处理例如运动检测、人脸识别或生物统计识别等应用显著的提高了性能，并且降低了成本。

建筑数字视频监控系统的构成：存储监控图像、视频压缩格式、网络视频监控系统、微机视频监控系统。

二、建筑视频监控系统视频信号的传输

在监控系统中，监控图象的传输是整个系统的一个至关重要的环节，选择何种介质和设备传送图象和其它控制信号将直接关系到监控系统的质量和可靠性。目前，在监控系统中用来传输图象信号的介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤，对应的传输设备分别是同轴视频放大器、双绞线视频传输设备和光端机。要组建一个高质量的监控网络，就必须搞清楚这三种主要传输方式的特点和使用环境，以便针对实际工程需要采取合适的传输介质和设备。

1、同轴电缆与同轴视频放大器

提起图象传输，人们首先总会想起同轴电缆，因为同轴电缆是较早使用，也是使用时间最长的传输方式。同时，同轴电缆具有价格较便宜、铺设较方便的优点，但根据对同轴电缆自身特性的分析，当信号在同轴电缆内传输时其受到的衰减与传输距离和信号本身的频率有关。视频信号在同轴电缆内传输时不仅信号整体幅度受到衰减，而且各频率分量衰减量相差很大，特别是色彩部分衰减最大。

所以，同轴电缆只适合于近距离传输图象信号。在工程实际中，为了延长传输距离，要使用同轴放大器。同轴放大器对视频信号具有一定的放大，并且还能通过均衡调整对不同频率成分分别进行不同大小的补偿，以使接收端输出的视频信号失真尽量小。

2、双绞线和双绞线视频传输设备

由于传统的同轴电缆监控系统存在着一些缺点，特别是传输距离受到限制。早期，在传输距离超过五、六百米的监控系统中一般使用多模光纤和多模光端机，解决了远距离传输的问题，不过系统造价增加了不少。最近，出现了一种双绞线视频传输设备，通过使用此种设备，可以将双绞线应用于监控图像传输，它很好地解决了上面的难题。但是，跟同轴电缆一样，这种方式也面临同样的干扰和维护问题，且技术成熟度如何，目前还未见大量应用。

3、光纤与光端机

光纤和光端机应用在监控领域里主要是为了解决两个问题：一是传输距离，一是环境干扰。双绞线和同轴电缆只能解决短距离、小范围内的监控图象传输问题，如果需要传输数公里甚至上百公里距离的图象信号则需要采用光纤传输方式。另外，对一些超强干扰场所，为了不受环境干扰影响，也要采用光纤传输方式。近些年来，由于光纤通信技术的飞速发展，光纤和光器件的价格下降很快，使得光纤监控系统的造价大幅降低，所以光纤和光端机在监控系统中的应用越来越普及。光纤分为多模光纤和单模光纤两种，在新建的工程中一般不再使用多模光纤，而主要使用单模光纤。

光纤中传输监控信号要使用光端机，它的作用主要就是实现电——光和光——电转换。光端机又分为模拟光端机和数字光端机：

（1）模拟光端机

模拟光端机采用了PFM调制技术实时传输图象信号，是目前使用较多的一种。通过使用波分复用技术，还可以在一根光纤上实现图象和数据信号的双向传输，满足监控工程的实际需求。

（2）数字光端机

由于数字技术与传统的模拟技术相比在很多方面都具有明显的优势，所以正如数字技术在许多领域取代了模拟技术一样，光端机的数字化也是一种必然趋势。目前，数字图象光端机主要有两种技术方式：一种是MPEGH图象压缩数字光端机，另一种是非压缩数字图象光端机。

三、总结

智能建筑中的视频监控设计和应用在目前国家大力提倡和谐社会的前提下，在人们生活质量不断提高的同时，有着广泛的应用基础。现在我国在建和新设计的建筑物、智能化小区中，视频监控系统已经成为必不可少的重要组成部分。本文针对目前社会工程中采用的视频监控系统的设计中存在的问题、改进措施、将来的发展方向进行了广泛的研究，希望能对其他学者有参考意义。

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【作者简介】

孙漾洋（1989—），女，山西运城人，湖北工业大学电气与电子工程学院控制工程专业2013级硕士研究生。